3.3.3.Уплотнения подшипниковых узлов

Назначение уплотнений – защитить полость подшипника от проникновения в неё пыли, влаги, абразивных частиц и препятствовать вытеканию смазочного материала. По принципу они делятся на контактные, бесконтактные, комбинированные. В контактных герметизация достигается за счёт плотного прилегания уплотняющих элементов к подвижной поверхности вала. В бесконтактных – за счёт малых зазоров между сопрягаемыми элементами.

На рис.3.26 показаны контактные уплотнения:

а – войлочными кольцами (сальниконовые), работает на пластичном смазочном материале. Контакт колец 2 с валом обеспечивается за счёт предварительного натяга;

б – манжетное. Контакт рабочей кромки манжеты 3, изготовленной из резины, с валом 1 обеспечивается за счет предварительного натяга и поджатием браслетной пружины 2. Кромка-пыльник 5 для защиты от пыли;

в – манжетное с фасонной шайбой 2, шайба фиксируется гайкой 1 толщиной 0,3…0,5 мм.

Бесконтактные уплотнения работают за счёт сопротивления протеканию смазочного материала через узкие щели или каналы с резко изменяющимися проходными сечениями. Они делятся на статические и динамические.

г – щелевое, степень герметизации уплотнения зависит от величины зазора и длины щели;

д – жировыми канавками, которые при сборке заполняют пластичным смазочным материалом;

е – лабиринтное радиальное;

ж – аксиальное лабиринтное, лабиринтная втулка 4 составная;

з – спиральное, нарезка прямоугольного или треугольного профиля обеспечивает перемещение смазочного материала во внутреннюю полость узла.

3.4. Соединения

Соединения делятся на разъемные и неразъемные.

Разъемные соединения допускают сборку и разборку без повреждения материалов деталей. К ним относятся резьбовые, шпоночные, шлицевые, штифтовые, профильные.

3.4.1. Резьбовые соединения

Основные детали резьбовых соединений – болты, винты, шпильки, гайки и шайбы. Болт это стержень с головкой 1 на одном конце и резьбой на другом, на который навинчивается гайка 3 (рис. 3.27а). Шайба 2 подкладывается под головку болта для снижения напряжений смятия материала детали, для предохранения защитного покрытия соединяемых деталей. Болты применяются для соединения деталей сравнительно небольшой толщины. Нарезать резьбу в соединяемых деталях при этом не требуется.

Если одна из деталей имеет большую толщину, в ней нарезается резьба. Вворачиваемый в неё стержень называется винтом (рис.3.27б). В шпильке оба конца являются нарезными (рис.3.27в). Их применяют вместо винтов, если материал соединяемой детали с резьбовым отверстием не обеспечивает прочности резьбы при частых сборках и разборках.

Основным элементом резьбового соединения является резьба.

По назначению резьбы делятся на крепежные и резьбы для ходовых механизмов, по направлению линии витков на правые и левые, по числу заходов на однозаходные и многозаходные.

Основной крепежной резьбой является метрическая резьба с треугольным профилем витка (рис.3.28 а). Она характеризуется параметрами: наружный d, средний d₂ и внутренний d₁ диаметры, шаг p, угол профиля α, высота исходного треугольника H, рабочая высота профиля h. Основной является резьба с крупным шагом. Стандартом предусмотрены резьбы с мелкими шагами p/3, p/4, p/5.

Трубная резьба предназначена для герметичного соединения труб (рис.3.28б). Она имеет треугольный профиль, но со скругленными вершинами и впадинами.

В массовом производстве резьба получается накаткой. Все резьбы при стационарных нагрузках являются самотормозящимися. При работе в условиях систематических вибраций условия самоторможения нарушаются.

Стопорение резьбовых соединений осуществляется применением: а – контргаек; б – пружинных шайб (Гровера) в – шайб стопорных с наружными или внутренними зубьями (рис3.29).

В верхней части самоконтрящейся гайки делают прорези. После нарезания резьбы верхнюю часть гайки обжимают, уменьшая диаметр. Самоконтрящаяся гайка также выполняется с завальцованным внутрь полиамидным кольцом. Резьба в нем образуется после навинчивания гайки (рис.3.29г). Корончатые гайки стопорят шплинтами (рис.3.29д).

Расчет болтов

Если болт поставлен в отверстие с зазором и работает на растяжение, внутренний диаметр резьбы болта определяется из условия

,

где допускаемое напряжение [σ] принимается равным (0,2...0,4) σ_т.

Если болт поставлен без зазора, является призонным и нагружен поперечными силами

,

где допускаемое напряжение [τ_ср] = (0,2...0,3)σ_т.

Если болт поставлен с зазором и работает на срез, взаимное смещение деталей предотвращается созданием силы трения затяжкой соединения. При коэффициенте трения в контакте деталей f = 0,1...0,2 внутренний диаметр резьбы определяется зависимостью

.

Диаметр болта с предварительной затяжкой в 2-3 раза больше чем призонного болта.